Péndulo

Introducción.

El péndulo es un sistema físico que puede oscilar bajo la acción gravitatoria u otra característica física (elasticidad, por ejemplo) y que está configurado por una masa suspendida de un punto o de un eje horizontal fijo mediante un hilo, una varilla, u otro dispositivo. Mediante un experimento que explicaremos más detalladamente a continuación, observaremos los cambios que seobtienen al modificar la longitud de la cuerda de la cual esta suspendido, mediante la anotación de los resultados de calcular la frecuencia, el periodo y el promedio del tiempo utilizado con las medidas de 100 a 10 centímetros de longitud.




































Objetivos


General:
Analizar los comportamientos del péndulo con cada cambio en lalongitud del hilo del cual pende la pesa.






































Marco teórico


Historia del péndulo simple:

El principio del péndulo fue descubierto por el físico y astrónomo italiano Galileo, quien da como fruto su primer descubrimiento de física: el isocronismo de las oscilaciones pendulares (entendemos por isocronismo la igualdad dela duración de dos movimientos rítmicos). Sin embargo, debemos señalar que, sin ningún conocimiento de ello por parte de Galileo, el isocronismo fue descubierto en el siglo X por el astrónomo árabe Ibn Junis.

En diferentes documentos se relata cómo Galileo descubrió el funcionamiento del péndulo. Corría el año 1583; en la catedral de Pisa le llamó la atención el ir y venir oscilante de unalámpara de aceite que pendía del techo. Observó que el tiempo que tardaba en completar una oscilación era aproximadamente el mismo, aunque la amplitud del desplazamiento iba disminuyendo con el tiempo. Por supuesto, Galileo no disponía de cronometro alguno para medir con un mínimo de precisión ese tiempo empleado por cada oscilación de la lámpara. No se le ocurrió otra cosa que usar como patrón demedida su propio pulso; de esta manera Galileo pudo constatar que el tiempo empleado era prácticamente el mismo en cada oscilación independientemente de la amplitud recorrida.




Péndulo simple:


Llamamos péndulo simple a lo que se considera que se trata de una pequeña esferita, o de una pesa en forma de lenteja, suspendida de un hilo cuyo peso es despreciable en comparación con el de laesferita, y el radio de ésta muy pequeño comparado con la longitud del hilo. Este péndulo, denominado simple, ideal o matemático, se define con más rigor como un punto material pesado, suspendido de un hilo inextensible y sin masa.
La longitud del péndulo es la del hilo, que en la práctica representa la distancia entre el punto de suspensión y el centro de la pequeña esferita, o centro de gravedadde la misma. Su período de oscilación es el tiempo empleado por el péndulo para completar un ciclo completo de movimiento, es decir, entre la partida de una posición extrema y su retorno a la misma. Además se llama amplitud del movimiento pendular al valor máximo del ángulo formado por la vertical que pasa por el centro de suspensión y la posición extrema del péndulo.
El movimiento pendularobedece a las siguientes leyes, establecidas por Galileo:


Leyes del péndulo:



-Ley de las masas: Suspendamos de un soporte (por ejemplo: del dintel de una puerta) tres hilos de coser de igual longitud y en sus extremos atemos sendos objetos de masas y sustancias diferentes. Por ejemplo: una piedra, un trozo de hierro y un corcho. Saquémoslo del reposo simultáneamente. Verificaremos que todostardan el mismo tiempo en cumplir las oscilaciones, es decir, que todos “van y vienen” simultáneamente. Esto nos permite enunciar la ley de las masas:


[pic]


Las tres masas de la figura son distintas entre si, pero el periodo (T) de
oscilación es el mismo. (T1=T2=T3)


Los tiempos de oscilación de varios péndulos de igual longitud son independientes de sus masas y de su naturaleza,...